基于体表电阻抗的热湿环境改善措施的实验研究

摘要

从上个世纪初起，许多研究者已经就热湿环境下人体热调节反应和人的主观感受（如热舒适、热感觉等）的研究做了大量的工作。众多研究发现，皮肤温度、人体温度、出汗和皮肤湿润度对人体的热感觉、热舒适有重要的影响。热湿环境下人体的热不舒适主要由人体出汗和体温升高引起。在较热环境下或由于劳动、运动而具有较高代谢率水平的人，热不舒适与人体的出汗情况有更重要的联系。
　　本论文从人体生理热调节行为之一——出汗作为切入点，采用简易快速的体表电阻抗法对出汗程度进行测量，并结合主观出汗感问卷调查，对室内热环境及其对人体热舒适的影响问题进行了研究，主要工作和结论如下：
　　（1）对受试者进行了出汗敏感度和出汗临界温度的研究，结果表明：①出汗较敏感部位主要分布在额头、胸部、背部、颈部；②额头、胸口和背部的出汗临界温度较低，均略低于30℃，四肢的出汗临界温度较高。
　　（2）分析了人体出汗感与体表电阻抗的对应关系，认为可将体表电阻抗作为判定人体出汗状态的量化指标，结果如下：体表电阻抗测试仪的交流信号频率为1000Hz时，当体表电阻抗高于24kΩ时，人体皮肤处于干燥无汗状态；当体表电阻抗在区间20kΩ≥SI＞8kΩ时，人体皮肤有些粘；当体表电阻抗低于7kΩ时，人体皮肤处于湿润状态。
　　（3）分析了人体出汗与热不舒适的关系，提出了平均体表电阻抗的概念，研究结果表明：当平均体表电阻抗高于20kΩ时，人体主要处于热舒适状态，阻抗区间20kΩ≥SI＞18kΩ为舒适状态和有点不舒适状态的临界过渡区间；当平均体表电阻抗处于18kΩ≥SI＞10kΩ之间时，人体主要处于有点不舒适状态，阻抗区间10kΩ≥SI＞7kΩ为有点不舒适状态和不舒适状态的临界过渡区间。
　　（4）对主观热感觉问卷进行了分析，结果表明：随着环境温度的升高，各部位的热感觉变化率各不相同，并得到了各部位的夏季热中性温度。运用模糊数学统计方法得到室内温度作用下的热感觉隶属函数，对于某已知的室内空气温度可以方便地求出对应于不同热感觉等级的隶属度。
　　（5）针对重庆地区夏季“高温、高湿、风缓”的气候特征，相应地提出了“降温、除湿、通风”的措施来改善室内的热环境，以满足人们对热舒适性的需求。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文所做的工作

2 人体热舒适研究的理论基础

2.1 人体与环境的能量平衡

2.2 人体的产热和散热

2.3 人体热舒适方程

2.4 影响人体热舒适的主要因素

2.5 室内热环境评价指标及热舒适标准

3 热环境下人体的生理调节机制

3.1 热环境下人体的生理反应

3.2 人体出汗热不舒适

4人体出汗热不舒适的实验研究

4.1 实验目的

4.2 实验方法

4.3 实验内容

4.4 问卷设计

4.5 实验测试仪器

4.6 实验方案的设计与选择

4.7 本章小结

5 实验结果分析及讨论

5.1受试者背景资料统计

5.2室内环境参数统计

5.3 热环境与人体出汗

5.4 出汗状态评判分析

5.5 出汗热不舒适评判分析

5.6 热感觉问卷分析

5.7 本章小结

6 改善重庆夏季室内热环境与人体热舒适措施的探讨

6.1 重庆地区的气候特征

6.2 改善室内热环境与人体热舒适的措施

6.3 小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

附录